超声振动对钛合金铆钉压铆力的影响

针对钛合金和大直径铆钉铆接困难的问题,在压铆工艺上引入超声振动激励装置。以NAS1097U5-6钛合金铆钉为对象,采用试验与仿真结合的分析手段。研究表明:超声振动技术能有效降低铆钉材料变形抗力20%,并随着振幅的增加其降低效果更明显,且未改变材料性能;通过仿真与试验数据的对比,认定了仿真分析手段的有效性,为后续超声振动辅助铆接工艺参数仿真研究奠定基础。

钛合金铆钉热铆一次合格率提升方法研究

针对现有钛合金铆钉热铆存在的镦头成型不足、镦头表面灼伤、钉头现灰黄色氧化层等问题,分析得出其主要原因是铆接加热时间未精确控制和铆接过程带电,提出了一种钛合金铆钉热铆系统优化方法,基于PLC实现加热时间参数化控制和铆接自动断电功能,通过铆钉加热试验获得多组铆钉温度和对应加热时间数据,采用牛顿插值法得到铆钉加热至目标温度时所需加热时间,形成一套针对不同长度和直径铆钉的热铆工艺参数,最后通过热铆试验确定钛合金铆钉热铆一次合格率获得大幅提升。

碳纤维连接结构钛合金铆钉电磁铆接试验研究

电磁铆接是一种新型铆接工艺,与传统铆接相比,在高强度铆钉、复合材料铆接方面有其明显优势。本文通过对不同直径钛合金铆钉的电磁铆接预制孔径匹配试验,得出直径Φ4,Φ5和Φ6mm钛合金铆钉最佳预制孔径分别为Φ4.1,Φ5.2和Φ6.2/Φ6.3mm。针对小直径(Φ4和Φ5mm)钛合金铆接试样,气动铆接和电磁铆接在抗剪强度和微观组织方面相差不大,在大直径(Φ6mm)钛合金铆钉成形方面气动铆接远不如电磁铆接。电磁铆接技术可大幅度提高钛合金铆钉在碳纤维结构中的铆接质量,铆歪、开裂现象仅为0.5%。

电磁铆接放电电压对TB3铆钉变形影响

电磁铆接放电电压是影响铆钉变形的重要参数。在不同铆模工艺试验的基础上确定最佳成形铆模,从宏观和微观角度研究放电电压对TB3钛合金铆钉变形的影响。结果表明,铆模对铆钉变形有重要影响,不同铆模成形的铆钉质量不同。采用50°铆模,在190V^230V电压下,随着放电电压升高,铆钉镦头高度减小,钉杆直径增加。在剪切带内,晶粒被急剧拉长,剪切带内外晶粒差别较大;随着放电电压升高,铆钉镦头内部主剪切带越来越明显,剪切带宽度越来越小。TB3铆钉以产生形变带的方式发生绝热剪切变形。

CFRP叠层横向超声振动辅助铆接技术

针对碳纤维增强复合材料叠层钛合金铆钉铆接时出现的钛合金铆钉难变形、铆接干涉量不均匀等问题,提出了一种横向超声振动辅助铆接技术,以改善钛合金铆钉塑性、促进接头干涉量均匀分布。通过建立不同振幅和表面粗糙度的铆接实验,定量分析了铆接相对干涉量、镦头尺寸偏差与形貌及力学性能。研究结果表明,振幅越大,相对干涉量越大,在振幅为21μm时可实现较为理想的相对干涉量配合,其相对干涉量范围在1.72%~1.54%之间;粗糙度对相对干涉量的影响较小,但粗糙度越大,塑性改善越显著,镦头尺寸偏差越大。此外,拉伸实验结果表明,普通铆接的最大拉伸载荷为4166.21 N,在振幅为26μm时横向超声振动辅助铆接的最大拉伸载荷为4562.32 N,提高了9.51%。